Нано-порошки. Способы получения нано-порошков презентация

способы получения нано-порошков
1) плазмохимический метод,
2) электрический взрыв проводников,
3) метод испарения и конденсации,
4) левитационно-струйный метод,
5) метод газофазных реакций,
6) разложение нестабильных соединений,
7) метод криохимического синтеза,
8) золь-гель метод,
9) метод осаждения из растворов,
10) самораспространяющийся высокотемпературный синтез,
11) механосинтез,
12) ударно-волновой или детонационный синтез,
13) кавитационно-гидродинамический, ультразвуковой, вибрационный методы,
14) диспергирование объемных материалов путем фазовых превращений в твердом состоянии,

Электрический взрыв проволочек
J = 104 – 106 А/мм2
τ = 10-5 - 10-7 с;
Размер частиц от 10 нм до 1 мкм;
Химический состав частиц определяется атмосферой в камере

Установка электрического взрыва проволочек
1- механизм подачи проволоки;
2 - реактор;
3 – генератор импульсного тока;
4 – вентилятор;
5 – циклон;
6 – тканевый фильтр;

Испарение - кондесация

Нанопорошок ZrO2
Преимущества метода: чистота продукции;
Недостаток – низкая производительность

Левитационно – струйный метод

диаграмма состояния воды

Криохимический синтез
5

Приготовление исходных растворов
6
Чаще всего в качестве растворителя используется ВОДА, можно использовать и другие расстворители, которые легко замораживаются и сублимируются.
Н2О

Криокристализация
7
Процесс получения криогранул за счет замораживания раствора в условиях высоких скоростей охлаждения.
Размер капель 50 – 800 мкм
гексан – СН3(СН2)4СН3

Сублимационное обезвоживание
8
Заключается в удалении растворителя из замороженного продукта криокристаллизации, путем его возгонки (сублимации), то есть непосредственного перевода растворителя в парообразное состояние, минуя жидкую фазу.
При сублимационном обезвоживании удается избежать химических изменений компонентов, свести к минимуму потери летучих компонентов материала, высушить продукт без вспенивания, сохранить дисперсность составных частей композиции материала, поддержать стерильность и свести к минимуму окисление продукта.

Термическое разложение
8
Процесс получения мелких твердых частиц из газовых смесей.
Для продуктов сублимационного обезвоживания реакции начинаются в отдельных дискретных кристаллитах на поверхности пористьгх гранул (в центрах реакции) и постепенно захватывают весь объем.
Термическое разложение

4

Разложение нестабильных соединений
Алкоголяты R-OMe
CH3ONa
Азиды Men+(N3)n
Pb(N3)2
Карбонаты, гидрооксиды, карбонилы

Осаждение карбидов из газовой фазы
Используется при производстве порошков высокой степени чистоты в виде нано частиц, готовых изделий особенно сложной конфигурации или плотных покрытий практически на любой подложке
MeClx + CnНm + Н2 → МеС + НСl + Н2
Восстановителем является водород, а углерод, образующийся в результате разложения углеводорода, связывает металл, выделяющийся вследствие восстановления паров хлорида металла водородом, в карбид

Осаждение нитридов из газовой фазы
Получают продукт высокой степени чистоты из реагентов высшей чистоты
МеCl + NH3 → MeN + НСl
MeOCl2 + NH3 → MeN + Н2О + НСl
MeCl + N2 + H2 → MeN + HCl
Чаще всего нитриды осаждаются на нагретой вольфрамовой нити. При низких температурах образуются мелкие кристаллы.

Режимы получения нитридов

Осаждение боридов из газовой фазы
МеСlх + ВСl3 + Н2 → МеВ2 + НСl

Основные способы производства металлических порошков